RU2014946C1

RU2014946C1 - Device for centrifugal casting

Info

Publication number: RU2014946C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Цыгвинцев; Иван Семенович Рединов; Валерий Арсентьевич Загорский; Михаил Алексеевич Борин; Юрий Александрович Трефилов
Original assignee: Владимир Иванович Цыгвинцев; Иван Семенович Рединов; Валерий Арсентьевич Загорский; Михаил Алексеевич Борин; Юрий Александрович Трефилов
Priority date: 1991-01-24
Filing date: 1991-01-24
Publication date: 1994-06-30

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: the device has a stationary body, detachable mould with working spaces extending outside the axis of rotation of the mould, and well extending in the axis of rotation, mould revolving mechanism, crucible and swinging gear. The crucible is combined with the mould and has a working space conjugated to the well inlet port, and its melting zone is shifted with respect to the axis of rotation of the mould and projects in the radial direction beyond the edge of the well port. The swinging gear is a platform mounted on a stationary bed for swinging in the vertical plane and fixing in an inclined position, the mould with the revolving mechanism and crucible extending below its axis of rotation is mounted on the platform. Besides, the device is provided with an electrode of the electric melting device installed in the crucible wall, one end of the electrode extends in the crucible melting zone, and the other is electrically coupled to the metal body of the mould. EFFECT: facilitated procedure. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к малой металлургии и может быть использовано для литья малогабаритных изделий, например зубопротезных, из цветных, в том числе благородных, металлов. The invention relates to small metallurgy and can be used for casting small items, for example denture, from non-ferrous, including noble, metals.

Известна центробежная машина для отливки зубных протезов, содержащая вращающуюся платформу (барабан) с вертикальной осью вращения и установленные на ней плавильную камеру и подпружиненную в радиальном направлении литейную форму, соединенную с плавильной камерой в статическом состоянии. После расплавления металла в плавильной камере платформа приводится во вращение, при этом расплав перетекает под действием центробежных сил в форму для литья. По мере увеличения частоты вращения форма (с расплавом), преодолевая сопротивление пружин, перемещается в радиальном направлении от оси вращения, что обеспечивает увеличение центробежной силы и, соответственно, необходимое качество отливки. Недостатком известного устройства является его сложность, обусловленная наличием механизма подпружинивания литейной формы, а также специального противовеса сложной конструкции. A centrifugal denture casting machine is known, comprising a rotating platform (drum) with a vertical axis of rotation and a melting chamber mounted thereon and a radially spring-loaded casting mold connected to the melting chamber in a static state. After the metal is melted in the melting chamber, the platform is rotated, while the melt flows under the action of centrifugal forces into the casting mold. As the speed increases, the mold (with the melt), overcoming the resistance of the springs, moves in the radial direction from the axis of rotation, which ensures an increase in centrifugal force and, accordingly, the necessary quality of the casting. A disadvantage of the known device is its complexity, due to the presence of a spring mechanism of the mold, as well as a special counterweight of complex design.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для центробежного литья, содержащее неподвижный корпус, съемную литейную форму, выполненную в виде рабочих полостей, расположенных вне оси вращения, и металлоприемника, размещенного по оси вращения, и механизм вращения формы. The closest in technical essence is a device for centrifugal casting, containing a fixed body, a removable casting mold made in the form of working cavities located outside the axis of rotation, and a metal receiver placed along the axis of rotation, and a rotation mechanism of the mold.

Недостатком известного устройства является сложность, большие габариты и вес установки, обусловленные наличием заливочной чаши, запорных устройств и металлопроводов как отдельных узлов, расположенных на определенном расстоянии от вращающейся литейной формы и снабженных механизмами перемещения в пространстве. Кроме того, удаленность плавильного устройства от металлоприемника приводит к подстуживанию расплава и снижению его жидкотекучести на пути от плавильной камеры к входу металлоприемника формы, что в свою очередь обусловливает снижение качества получаемых отливок. A disadvantage of the known device is the complexity, large dimensions and weight of the installation, due to the presence of the casting bowl, locking devices and metal wires as separate units located at a certain distance from the rotating casting mold and equipped with movement mechanisms in space. In addition, the remoteness of the melting device from the metal receiver leads to the cooling of the melt and a decrease in its fluidity on the way from the melting chamber to the inlet of the metal receiver, which in turn leads to a decrease in the quality of the obtained castings.

Целью изобретения является упрощение устройства, снижение его габаритов и веса, повышение качества отливок. The aim of the invention is to simplify the device, reducing its size and weight, improving the quality of castings.

Цель достигается тем, что устройство для центробежного литья, содержащее неподвижный корпус, съемную литейную форму с рабочими полостями, расположенными вне оси вращения формы и металлоприемником, размещенным по оси вращения, и механизм вращения формы, снабжено тиглем, совмещенным с литейной формой и имеющим рабочую полость, сопряженную с входным отверстием металлоприемника, поворотным механизмом в виде платформы, установленной на неподвижном основании с возможностью поворота в вертикальной плоскости и фиксации в наклонном положении, при этом на платформе смонтированы литейная форма с механизмом вращения и тиглем, зона плавления которого смещена в радиальном направлении за край отверстия металлоприемника. The goal is achieved in that a centrifugal casting device comprising a fixed housing, a removable casting mold with working cavities located outside the mold rotation axis and a metal receiver arranged along the rotation axis, and the mold rotation mechanism are provided with a crucible combined with the mold and having a working cavity coupled to the inlet of the metal detector, a rotary mechanism in the form of a platform mounted on a fixed base with the possibility of rotation in a vertical plane and fixation in an inclined position, at the same time, a mold with a rotation mechanism and a crucible is mounted on the platform, the melting zone of which is radially shifted beyond the edge of the opening of the metal receiver.

Цель достигается также тем, что центр тяжести системы поворотная платформа-механизм вращения - литейная форма с тиглем расположен ниже оси поворота платформы. Кроме того устройство снабжено электродом электроплавильного устройства, установленным в стенке тигля, причем один конец электрода расположен в зоне плавления тигля, а другой электрически соединен с корпусом литейной формы, который выполнен металлическим. The goal is also achieved by the fact that the center of gravity of the system is a rotary platform-rotation mechanism - a mold with a crucible is located below the axis of rotation of the platform. In addition, the device is equipped with an electrode of an electric melting device installed in the wall of the crucible, with one end of the electrode located in the melting zone of the crucible, and the other electrically connected to the body of the mold, which is made of metal.

Совокупность существенных признаков предлагаемого технического решения позволяет упростить устройство, снизить его габариты и вес за счет того, что тигель непосредственно совмещен с литейной формой, т.е. представляет собой открытую полость, образованную в литейной форме у входа в металлоприемник (центральный литниковый канал, а сама форма вместе с механизмом вращения установлена на подвижной части (платформе) поворотного механизма для поворота ее в вертикальной плоскости. Это позволяет существенно упростить конструкцию тигля, а также устранить запорные устройства, металлопроводы и заливочную чашу. Кроме того, такое конструктивное выполнение формы позволяет повысить качество отливок за счет сокращения до минимума пути движения расплава от тигля к рабочим полостям формы и исключения подстуживания и снижения жидкотекучести расплава на этом пути. The set of essential features of the proposed technical solution allows us to simplify the device, reduce its dimensions and weight due to the fact that the crucible is directly combined with the mold, i.e. it is an open cavity formed in a mold at the entrance to the metal receiver (central gate channel, and the form, together with the rotation mechanism, is mounted on the movable part (platform) of the rotary mechanism to rotate it in a vertical plane. This makes it possible to simplify the crucible design as well as eliminate locking devices, metal wires and casting bowl.In addition, this constructive execution of the mold allows to improve the quality of castings by reducing to a minimum the path of movement of the melt and from the crucible to the working of the mold cavity and elimination podstuzhivaniya and reduce melt fluidity on the way.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство; на фиг.2 - вид А на фиг.1. Figure 1 shows the proposed device; figure 2 is a view of figure 1.

Устройство для центробежного литья (фиг.1) содержит неподвижный корпус 1, на котором установлены шарнирный узел 2 механизма поворота. Подвижная (поворотная) часть последнего выполнена в виде платформы 3 с горизонтальной осью вращения. На платформе установлен механизм вращения, состоящий из электродвигателя 4 и расположенной на его оси обоймы 5, в которой установлена съемная литейная форма 6. The centrifugal casting device (FIG. 1) comprises a fixed body 1 on which a swivel assembly 2 of the rotation mechanism is mounted. The movable (rotary) part of the latter is made in the form of a platform 3 with a horizontal axis of rotation. A rotation mechanism is installed on the platform, consisting of an electric motor 4 and a cage 5 located on its axis, in which a removable mold 6 is installed.

Литейная форма (фиг. 2) содержит металлический корпус 7, заполненный огнеупорным материалом 8, образующим рабочие полости 9, расположенные вне оси вращения формы и соединенные литниками 10 с металлоприемником (центральным литниковым каналом) 11, расположенным по оси вращения формы. В верхней части формы образована открытая полость 12, непосредственно сопряженная с входным отверстием металлоприемника 11. Зона 13 плавления полости 12 смещена относительно оси вращения формы и выступает в радиальном направлении за край входного отверстия металлоприемника. В стенке формы со стороны зоны 13 плавления установлен электрод 14 электроплавильного устройства (второй электрод 15 устройства является свободным), причем один конец электрода расположен в зоне плавления, а другой электрически соединен с металлическим корпусом 7 литейной формы, который в свою очередь соединен съемным проводником 16 с одной из клемм источника тока электроплавильного устройства (на фиг.2 не показан). The mold (Fig. 2) contains a metal housing 7 filled with refractory material 8, forming working cavities 9 located outside the axis of rotation of the mold and connected by the sprues 10 with a metal receptacle (central sprue channel) 11 located along the axis of rotation of the mold. An open cavity 12 is formed in the upper part of the mold, which is directly mated to the inlet of the metal detector 11. The melting zone 13 of the cavity 12 is offset relative to the axis of rotation of the mold and extends radially beyond the edge of the inlet of the metal detector. An electrode 14 of the electric melting device is installed in the mold wall from the side of the melting zone 13 (the second electrode 15 of the device is free), one end of the electrode being located in the melting zone and the other electrically connected to the metal body 7 of the mold, which in turn is connected by a removable conductor 16 with one of the terminals of the current source of the electric melting device (not shown in figure 2).

Центр тяжести (ЦТ на фиг.1) поворотной платформы 3 с установленными на ней механизмом вращения и литейной формой с тиглем расположен ниже оси поворота платформы (на расстоянии от оси поворота). При отклонении платформы 3 на угол α от вертикального положения (фиг.2) она фиксируется в наклонном положении с помощью подпружиненного фиксатора 17, воздействующего с выступом платформы. Со стороны полости 12 литейной формы установлена крышка 18, шарнирно соединенная с поворотной платформой 3. The center of gravity (CT in Fig. 1) of the turntable 3 with the rotation mechanism mounted on it and the mold with the crucible is located below the axis of rotation of the platform (at a distance from the axis of rotation). When the platform 3 is deflected by an angle α from the vertical position (FIG. 2), it is fixed in an inclined position with the help of a spring-loaded clamp 17 acting with the protrusion of the platform. From the side of the cavity 12 of the mold, a lid 18 is mounted pivotally connected to the rotary platform 3.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Корпус 1 устройства (фиг.1) крепят на неподвижном основании (например, на столе), после чего поворотную платформу 3 устанавливают в наклонное положение (фиг.2) и фиксируют в этом положении. Литейную форму 6 извлекают из обоймы 5 механизма вращения, отведя крышку 18, и осуществляют ее предварительный нагрев до 850-900^оС. Нагретую форму помещают в обойму 5, фиксируют в ней и устанавливают путем вращения вокруг оси так, чтобы зона 13 плавления (а также электрод 14 в случае электроплавления) находились ниже кромки входного отверстия металлоприемника 11. Зону плавления наполняют шихтой и производят ее расплавления, например, пламенем горелки (на фиг.2 не показана). Если применяется электроплавильное устройство, то один из электродов 14, установленный в тигле, соединяют через металлический корпус 7 и съемный проводник 16 с клеммой "минус" устройства, а другой электрод 15, соединенный с клеммой "плюс", при плавке подносят к шихте и производят плазменный разогрев металла и его плавление.The housing 1 of the device (figure 1) is mounted on a fixed base (for example, on a table), after which the rotary platform 3 is installed in an inclined position (figure 2) and fixed in this position. Mold 6 is removed from a holder 5 rotation mechanism by pulling the cover 18 and its carried preheating to 850-900 ° ^C. The heated mold is placed in a holder 5 fixed to it and adjusted by rotation about the axis so that the melting zone 13 (and also the electrode 14 in the case of electric melting) was below the edge of the inlet of the metal receiver 11. The melting zone is filled with a charge and melted by, for example, a burner flame (not shown in FIG. 2). If an electric melting device is used, one of the electrodes 14 mounted in the crucible is connected through a metal casing 7 and a removable conductor 16 to the minus terminal of the device, and the other electrode 15 connected to the plus terminal is brought to the charge during melting and produced plasma heating of metal and its melting.

После расплавления металла удаляют электрод 15 и отключают проводник 16 (в случае электроплавления), а форму со стороны тигля закрывают крышкой 18. Далее нажатием вниз подпружиненного фиксатора 17 освобождают платформу 3 и последняя вместе с механизмом вращения и литейной формой начинает поворачиваться в шарнирном узле 2 под действием силы тяжести, приходя в устойчивое вертикальное положение. При этом жидкий металл непосредственно выливается из зоны 13 плавления формы в металлоприемник 11 и литники 10. Далее с помощью электродвигателя 4 форму приводят во вращение, в результате чего жидкий металл из литников 10 под действием центробежной силы поступает в рабочие полости 9 формы и со временем затвердевает. После затвердевания слитков механизм вращения выключают, открывают крышку 18, вынимают форму из обоймы 5 и разбирают ее, извлекая полученные отливки. After the metal is melted, the electrode 15 is removed and the conductor 16 is turned off (in the case of electric melting), and the form on the side of the crucible is closed by the lid 18. Then, by pressing down the spring-loaded clamp 17, the platform 3 is released and the latter, together with the rotation mechanism and the casting mold, begins to rotate in the hinge assembly 2 under by gravity, coming to a stable vertical position. In this case, the molten metal is directly poured from the mold melting zone 13 into the metal receptacle 11 and the sprues 10. Then, using the electric motor 4, the mold is rotated, as a result of which the molten metal from the sprues 10 enters the working cavities 9 of the mold and hardens over time . After solidification of the ingots, the rotation mechanism is turned off, the lid 18 is opened, the mold is removed from the holder 5 and disassembled, removing the obtained castings.

Регулированием расстояния от центра тяжести (ЦТ) поворотной системы до оси поворота платформу 3 (фиг.1) устанавливают необходимый режим качания платформы 3 (фиг.1) и установления ее в вертикальное положение (например, из условия максимальной скорости заполнения расплавом литниковой системы формы без разбрызгивания металла). Необходимый режим заполнения литейной формы расплавом (с максимальной скоростью без потери жидкотекучести металла) достигается также за счет выбора момента включения электродвигателя 4 при установлении платформы 3 в вертикальное положение. By adjusting the distance from the center of gravity (CG) of the rotary system to the axis of rotation of the platform 3 (Fig. 1), the necessary mode of swinging of the platform 3 (Fig. 1) is established and it is set to a vertical position (for example, from the condition of the maximum speed of filling of the gate system with the melt metal spatter). The necessary mode of filling the mold with the melt (with a maximum speed without loss of fluidity of the metal) is also achieved by choosing the moment the motor 4 is turned on when the platform 3 is installed in a vertical position.

Предлагаемое изобретение позволяет существенно упростить установку центробежного литья, сделать ее малогабаритной и компактной. В отличие от устройства, в которых плавление металла осуществляется в отдельных тиглях многоразового использования, предлагаемое устройство обеспечивает более высокое качество получаемых отливок, так как литейная полость перед каждой отливкой образуется заново вместе с металлоприемником, литниками и рабочими полостями формы. Это обеспечивает чистоту поверхности, с которой взаимодействует расплав, и исключает его загрязнение посторонними частицами. The present invention allows to significantly simplify the installation of centrifugal casting, to make it compact and compact. In contrast to the device in which the metal is melted in separate refillable crucibles, the proposed device provides higher quality of the obtained castings, since the casting cavity before each casting is formed anew together with the metal receiver, gates and mold working cavities. This ensures the cleanliness of the surface with which the melt interacts, and eliminates its contamination by foreign particles.

Благодаря портативности и малому весу устройство может найти применение в небольших лабораториях и зубопротезных отделениях, в том числе в неблагоприятных условиях сельской местности. Due to portability and light weight, the device can be used in small laboratories and denture departments, including in adverse rural conditions.

Claims

1. DEVICE FOR CENTRIFUGAL CASTING, comprising a fixed casing, a removable casting mold with working cavities located outside the axis of rotation of the mold, and a metal receiver located along the axis of rotation, and a rotation mechanism of the mold, characterized in that, in order to simplify, reduce dimensions and weight To improve the quality of castings, it is equipped with a crucible combined with a mold and having a working cavity, conjugated with the inlet of the metal receiver, with a rotary mechanism in the form of a platform mounted on a fixed base with a possibility rotation in the vertical plane and fixing in an inclined position, while the mold is mounted on the platform with a rotation mechanism and a crucible, the melting zone of which is offset from the axis of rotation of the mold and protrudes in the radial direction beyond the edge of the opening of the metal receiver.

2. The device according to claim 1, characterized in that the center of gravity of the platform with the rotation mechanism mounted on it and the mold with the crucible is located below its rotation axis.

3. The device according to p. 1, characterized in that it is equipped with an electrode of an electric melting device installed in the wall of the crucible, with one end of the electrode located in the melting zone of the crucible, and the other electrically connected to the body of the mold, which is made of metal.